铁路隧道工程建设信息化与精益化研究

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1引言

高速铁路隧道工程建设过程中需要应对各种不可预见的风险因素，这些风险因素会影响高速铁路隧道工程安全、工期、成本等目标的顺利实现。要想实现高速铁路隧道工程施工组织、资源的优化，以及现场进度、风险、红线、质量的控制，必须积极引进精益化管理模式，了解其关键技术，提升整个高速铁路隧道工程建设管理的水平。西成铁路客运专线陕西有限责任公司管理范围内的西银铁路陕西段，从项目开始就注重信息化管理，目前通过铁路总公司信息化管理平台，在现场围岩量测、沉降观测、搅拌站、实验室、施工日志、检验批资料、形象化进度、施工步距、超前地质预报等方面均进行了信息化管理，各信息化模块之间相互关联，直接反映现场施工情况，可以做到“足不出户”便知“天下事”。

2精益化管理的概况

2.1精益化管理的概念。精益化管理概念始于日本丰田公司，其核心是将浪费现象在生产环节及运营活动中彻底消灭掉。精益化管理最初在生产系统中应用，逐步延伸到其他管理领域，由最初的业务管理到战略管理，能够降低成本、提升质量、加快流程、改善资本，实现价值的最大化。精益化管理的主要要素在于“精”“益”，即通过少投入、少消耗资源、时间，多产出经济效益，实现企业升级的目标。以往精益化管理思想多被简单理解为消除浪费、提高效率、流程再造等，是一种片面、危险的视角，不仅需要关注消除浪费，还要创造价值，是在创造价值的目标下不断地消除浪费[1]。2.2精益化管理的工作原理。精益化管理工作需要企业在内部管理上消除一切浪费，并快速应对市场，追求精益求精和不断改善，进而增强企业核心竞争力，提升自身经济效益。为降低成本消除实际生产过程中的不合理过剩现象，在需要的时间，按需要的数量生产所需的产品。精益化管理通过层层拉动形成环环相扣且完全围绕最终目标的系统解决方案，树立和严格执行准时生产经营的理念，消灭过剩制造，推行“均衡化生产”和“一个流”生产。2.3高速铁路隧道工程精益化管理。高速铁路隧道工程建设过程中借助精益化管理方式将一切不产生附加值的工作进行精简，以最优品质、最低成本和最高效率推动高速铁路隧道工程建设顺利开展。利用精益化管理价值流图，结合隧道施工空间时序，优化作业面联合调度、建立精益化施工作业标准，运用隧道施工全面安全质量管理等创新理论，在有限的隧道工程建设空间中优化人员、机具、物料，消除隧道建设过程中存在的资源浪费问题，确保隧道有效开展开挖、支护、防排水、衬砌等施工，最终实现降低高速铁路隧道工程建设成本、减少现场质量安全事故，达到高速铁路隧道工程精益化建设管理目标[2]。

3高速铁路隧道工程精益化建设管理的关键技术

3.1建立可视化的工程模型。利用计算机技术、信息技术、网络技术等建立高速铁路隧道工程的工程地质模型、工程主体模型、施工机具及材料模型。将高速铁路隧道工程中涉及项目质量、安全、工期、环境、效益等方面的内容嵌入其中，形成三维虚拟建造及动态模拟分析基础，对高速铁路隧道工程关键施工工艺、工法进行模拟，分析、优化现场施工方案，二维图纸向三维可视化进行转换，提升现场施工技术交底质量，利用三维可视化图纸加强现场交底效果，克服传统意义上现场交底存在的弊端，为高速铁路隧道工程优化工期、提高施工质量、发现安全隐患问题等提供必要的技术手段。3.2进行超前地质预报。利用相关技术将高速铁路隧道工程地质超前预报、超前钻孔等需要获取超前地质预报信息的施工工艺与高速铁路隧道工程地质模型进行融合，然后开展仿真、模拟，利用相应图例进行标记，将高速铁路隧道开挖掌子面前方的各种水文、地质、围岩情况转化成三维可视化信息，为高速铁路隧道工程提供辅助决策和信息留痕，为现场工程变更提供有效证据。同时，利用高速铁路隧道工程地质模型，对高速铁路隧道地质条件进行风险等级、风险程度的识别，实现安全风险评估可视化，为后续高速铁路隧道开挖提供作业指导，保证隧道开挖的安全[3]。3.3获取围岩变形情况及具体信息。将高速铁路隧道工程模型与围岩测量技术进行结合，在模型当中创建监控量测点，按照一定的标准、规则进行编辑，通过技术手段将测点监测数据、预警信息对应关联到测点模型上，若监测数据或施工数据出现超标情况会出现相应的报警提示，并在高速铁路隧道工程模型中标记出危险区域，实现对现场施工环境的可视化监控及预报警的效果，最终达到根据高速铁路隧道工程实际开挖进度动态展示隧道围岩安全状态，形象、准确地指导现场施工，确保高速铁路隧道工程施工安全。3.4获取施工工作面的质量信息。高速铁路隧道工程质量与隧道施工过程中的超欠挖、平整度等存在直接关联。若是超挖，衬砌量增多，则工程费用会因为超挖部分而大大提高，且局部超挖会导致围岩的稳定性得不到保证，进而存在安全隐患；至于欠挖，不仅改变了衬砌质量，还会导致隧道的开挖质量下降，为以后的运营带来极大的安全隐患。利用激光扫描技术，大面积、高分辨率地快速获取隧道各道工序作业面的三维坐标数据，基于图像处理拼接融合处理技术，获取隧道完整点云数据，进而形成隧道工程三维模型和各种图件数据。结合高速铁路隧道工程模型进行深度融合、对比分析，实现对隧道开挖、初期支护和二次衬砌的断面超欠挖、中线偏差等精细化计算分析，实现三维可视化的质量控制。3.5获取立体化的进度信息。由于高速铁路隧道工程施工环境恶劣，施工过程中涉及的点多、面广，现场作业人员通过终端将各类进度、质量、安全等信息，以文字、图片、视频的形式进行上传、报送，实现进度、质量、安全工作流程的可视化闭环管理，能够快速定位质量问题、查找安全隐患、了解现场进度。通过高速铁路隧道工程施工组织计划、现场施工日志等信息借助相关软件制作格式化的进度报表，同时，进行计划编制、预演，并开展进度跟踪、对比、分析工作，实现对高速铁路隧道工程各道工序的动态控制，确保现场进度控制、重要节点的精益化管控目标得以实现[4]。

4结语

精益管理理念的应用能够解决高速铁路隧道工程建设管理存在的各类问题，西成公司利用信息化管理理念，在管理上精益求精，对各个部门、岗位的职能定位准确，将高速铁路隧道工程施工工序、环节进行规范，确保衔接紧密，并以高标准、严要求的控制管理措施做到任务层层分解，及时考核、奖惩，各参建单位能够及时、准确地获取高速铁路隧道工程施工信息，现场施工进度始终可控、保障质量、预防安全风险，有效地提升各参建单位协同作业效率，达到了精益化建设管理目标，进而推动高速铁路隧道工程的顺利开展。

【参考文献】

【1】梁永锋.高铁隧道施工质量监控与管理措施探讨[J].建材与装饰,2019(12):267-268.

【2】沈杰.高速铁路隧道施工风险管理技术分析[J].四川水泥,2019(2):191-192.

【3】赵晓军.高速铁路隧道施工风险管理技术探索[J].工程技术研究,2018(15):145-146.

【4】郭星.浅论公路桥梁隧道工程项目建设管理[J].城市建设理论研究（电子版），2017（9）:83-86.

作者:李喜锋 单位:西成铁路客运专线陕西有限责任公司